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La Reacción Nuclear Entre Litio y Bismuto Se Muestra Como una Alternativa Viable a la Fusión. ¡Descubre Cómo Esta Nueva Técnica Puede Revolucionar la Producción de Energía!
En los últimos cinco años, los avances en el campo de la fusión nuclear han ocurrido a un ritmo acelerado. La llegada de la energía de fusión comercial exige que los físicos e ingenieros involucrados en su desarrollo superen diversos desafíos importantes. En otros artículos, exploramos estos desafíos, pero, en esta ocasión, nos interesa enfocarnos en una de las razones por las cuales es tan difícil poner en funcionamiento una central de energía equipada con un reactor de fusión nuclear.
Las condiciones que necesitamos recrear en la Tierra para que la fusión de los núcleos de deuterio y tritio, que son los dos isótopos del hidrógeno que participan en la reacción, ocurra de forma espontánea son extraordinariamente exigentes. Esta reacción ocurre naturalmente en las estrellas, incluso entre elementos químicos mucho más pesados, pero para ellas es mucho más fácil. La gran cantidad de materia que aglutinan hace que la contracción gravitacional juegue a su favor en el momento de maximizar la cantidad de pares de núcleos que se fusionarán.
En la Tierra, no contamos con la enorme presión de las estrellas, así que, para estimular la fusión natural de los núcleos de deuterio y tritio, es necesario que el plasma que los contiene alcance una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius. Como es lógico, mantener estas condiciones durante un largo período es muy difícil, especialmente cuando es imprescindible lidiar con las turbulencias que ocurren en los bordes del plasma o la pérdida de energía, entre otros desafíos. Afortunadamente, hay una reacción nuclear que se presenta como una alternativa muy interesante a la fusión nuclear. Y tendrá un gran impacto.
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La Transferencia de un Único Neutrón Tiene un Potencial Enorme
Un equipo de investigación compuesto por científicos de universidades brasileñas, chinas, norteamericanas e italianas realizó un experimento muy prometedor, utilizando una reacción nuclear que puede producir energía. Lo que la hace atractiva a primera vista es que las condiciones necesarias para producirla son mucho menos exigentes que las requeridas por la fusión nuclear, lo que por sí solo representa una ventaja significativa. En cualquier caso, se trata de una reacción muy diferente de la mencionada en los primeros párrafos de este artículo.
La reacción de transferencia de un único neutrón entre los núcleos de litio-6 y bismuto-209 produce una liberación de energía comparable a la de una reacción de fusión completa
Los físicos han intentado durante muchas décadas entender con precisión los mecanismos que intervienen en la transferencia de neutrones entre núcleos que están débilmente ligados. Este es, precisamente, el punto de partida de este experimento. Los investigadores mencionados anteriormente concibieron un experimento que involucra un núcleo de litio-6 y otro de bismuto-209. Ellos recrearon las condiciones adecuadas para que el primer isótopo, el de litio, colisionara con el mucho más pesado isótopo de bismuto, resultando en la transferencia de un neutrón del núcleo de litio-6 al núcleo de bismuto-209.
En este experimento, los físicos utilizaron el detector de rayos gamma GALILEO y el detector láser Si 4π EUCLIDES, ambos instalados en el Laboratorio Nacional de Legnaro, en Padua (Italia), para evaluar la emisión de rayos gamma desencadenada por esta reacción nuclear, así como para identificar la producción de partículas cargadas. Lo que descubrieron es fascinante: la reacción de transferencia de un único neutrón entre los núcleos de litio-6 y bismuto-209 produce una liberación de energía comparable a la de una reacción de fusión completa. Nada menos.
Esta declaración de los responsables del experimento describe claramente por qué este descubrimiento es importante: «El proceso de transferencia de un neutrón produce un resultado comparable al de una reacción de fusión completa […] El resultado que obtuvimos indica que la transferencia de un neutrón desempeña un papel dominante en energías más bajas, superando incluso el resultado de las reacciones de fusión».
Aún es muy pronto para afirmar que este experimento se consolidará como una nueva forma de obtención de energía, pero no hay duda de que es un punto de partida extraordinariamente prometedor. Quién sabe, tal vez dentro de algunos años esta tecnología se muestre viable desde el punto de vista comercial. Hay detalles del experimento que aún no conocemos, así que continuaremos informando tan pronto como tengamos más información.
Imagen | Zhang, Gaolong
Más información | Springer Link
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